Velocità di formazione del radicale OH in funzione del volume in un reattore al plasma a scarica radiale

La crescente pressione antropica sulle risorse idriche e la dispersione di inquinanti organici persistenti nei corpi idrici rendono indispensabile lo sviluppo di nuovi processi per il trattamento delle acque. Tra le tecnologie emergenti, il plasma non-termico a pressione atmosferica rappresenta un approccio innovativo ed efficiente, capace di formare specie reattive dell’ossigeno (ROS, Reactive Oxygen Species) in situ. In fase acquosa, il principale agente responsabile dei processi di degradazione è il radicale OH, una specie non selettiva e ad altissimo potenziale di ossidazione. Il presente lavoro di tesi si è concentrato sulla determinazione quantitativa della velocità di formazione dei radicali OH generati all’interno di un reattore a scarica radiale, denominato “BigRAP” (RAdial Plasma discharge), brevettato dal gruppo di ricerca della Prof.ssa Ester Marotta presso il Dipartimento di Scienze Chimiche dell’Università di Padova. L’obiettivo principale è stato determinare la velocità di formazione dei radicali OH in funzione del volume di soluzione trattata (100, 200, 300, 400 mL), mantenendo costanti la potenza applicata di 4 W e l’atmosfera di scarica in argon. Per lo studio è stata trattata nel BigRAP una soluzione 1 mM di tereftalato di disodio in acqua di rubinetto con aggiunta di 0,33 mM di K2IrCl6 come ossidante, eseguendo esperimenti indipendenti con diversi tempi di trattamento (1,5; 2,5; 3,5; 5; 7,5; 10 minuti). La formazione del 2-idrossitereftalato (2-OH-t) prodotto è stata monitorata tramite spettroscopia di fluorescenza, mentre la degradazione del tereftalato di partenza è stata seguita mediante HPLC/UV-Vis. Gli esperimenti hanno permesso di determinare la velocità di formazione dei radicali OH per i volumi di 100, 200, 300 mL, mentre nel volume di 400 mL, a causa della forte diluizione, il segnale è risultato inferiore al limite di rilevabilità strumentale. Tra 100 e 300 mL i dati evidenziano una progressiva diminuzione della velocità di produzione dei radicali OH all’aumentare del volume trattato. Il confronto della velocità di formazione dei radicali OH nel reattore BigRAP con quella ottenuta in altri reattori precedentemente impiegati nel gruppo di ricerca ha permesso di contestualizzare i dati ottenuti.